潘華君 姜 勝 顧愛(ài)芬

(江蘇省宜興第一中學(xué),江蘇 宜興 214200)

1 嘗試教學(xué)簡(jiǎn)介

嘗試教學(xué)是一種教學(xué)理念,一種教學(xué)方式,更是一種教學(xué)精神,[1]其實(shí)質(zhì),就是讓學(xué)生在一定的問(wèn)題情景中主動(dòng)嘗試,通過(guò)對(duì)“預(yù)設(shè)問(wèn)題”的不斷“試錯(cuò)”從而生成新問(wèn)題,在生本、生生、師生的多向交流中獲得成功．江蘇省常州市教育科學(xué)研究院院長(zhǎng)邱學(xué)華先生設(shè)計(jì)的基本模式有7個(gè)環(huán)節(jié):準(zhǔn)備練習(xí)—出示嘗試題—自學(xué)課本—嘗試練習(xí)—學(xué)生討論—教師講解—第二次嘗試練習(xí)．[1]在此基礎(chǔ)上,亦有人提出了多種模式．但無(wú)論何種模式,其核心是讓學(xué)生自己閱讀和思考．[2]另一方面,蘇聯(lián)教學(xué)論專家馬赫穆托夫等人創(chuàng)立的“問(wèn)題教學(xué)理論”認(rèn)為:人們?cè)谡J(rèn)識(shí)活動(dòng)中,當(dāng)遇到現(xiàn)有條件或已有的經(jīng)驗(yàn)尚無(wú)法解決的實(shí)際問(wèn)題時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一種懷疑、探索的心理狀態(tài),從而激活主體思維,試圖去找出解決問(wèn)題的辦法．[3]基于此,結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的問(wèn)題引導(dǎo)下的嘗試教學(xué)法,以問(wèn)題引導(dǎo)為教師“導(dǎo)”的方式,以嘗試為學(xué)生“學(xué)”的具體操作方式,讓學(xué)生在實(shí)踐中獲取知識(shí),在體驗(yàn)中感知成功的樂(lè)趣,從而培養(yǎng)學(xué)生敢于探究、勇于實(shí)踐的科學(xué)素養(yǎng)．下文就以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系”新課教學(xué)為例,做一次教學(xué)嘗試．

2 問(wèn)題引導(dǎo)下的嘗試教學(xué)法的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 嘗試感知兩物理量間的定性關(guān)系

師:播放交警在車禍現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的圖片．交警從剎車痕跡的長(zhǎng)短可以判斷當(dāng)時(shí)車速的大小: ① 假如我們把汽車剎車的過(guò)程看成是一個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,此處的剎車痕跡代表了哪一個(gè)物理量? ② 從物理學(xué)的角度看,這種判斷的依據(jù)是什么?

生:此處痕跡表示剎車過(guò)程中汽車的位移;在加速度一定的前提下,初速度越大,剎車時(shí)間越長(zhǎng),位移也就越大．

師:通過(guò)上述實(shí)例的分析,我們明確了勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度與位移的定性關(guān)系,那么這兩者間的定量關(guān)系是怎樣的呢?這就是本節(jié)的主題．

設(shè)計(jì)理由:本節(jié)課,以一張“交警在車禍現(xiàn)場(chǎng)處理”的圖片引入,其目的有: ① 相較于人教版以“子彈從槍筒里射出”為例,本節(jié)課的引入更接近學(xué)生的生活,更能在新課的開(kāi)始吸引學(xué)生的眼球,把學(xué)生的注意力和思緒拉回課堂; ② 以圖片入手,可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及構(gòu)建理想運(yùn)動(dòng)模型的能力; ③ 以客觀的現(xiàn)實(shí),引發(fā)學(xué)生的對(duì)行車安全的思考,將“安全行車、尊重生命”蘊(yùn)含于本節(jié)課中; ④ 通過(guò)師生的問(wèn)答方式,在學(xué)生感知定性關(guān)系后,拋出新問(wèn)題——尋找定性關(guān)系．

2.2 嘗試尋找兩物理量的定量關(guān)系

師:若汽車在做勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度為5 m/s,加速度大小為1 m/s2,則當(dāng)位移為100 m時(shí),末速度多大?(只要求學(xué)生畫出運(yùn)動(dòng)示意圖、思考解決的方法,不需要具體的解答．)

生A:先通過(guò)位移與時(shí)間的關(guān)系式求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t,然后將t代入速度與時(shí)間的關(guān)系式求出末速度．

師:A同學(xué)的思路完全正確．在他的方法中,為了求出末速度,先求了一個(gè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,即運(yùn)動(dòng)時(shí)間t僅是起到一個(gè)橋梁的作用,聯(lián)系著“速度與時(shí)間的關(guān)系式”和“位移與時(shí)間的關(guān)系式”,這樣的方法正確但略顯復(fù)雜．我們能不能找一個(gè)更簡(jiǎn)單的處理方法,即能不能直接找出一個(gè)速度與位移的關(guān)系式?如何找這個(gè)公式?

生B:只要把t消掉就可以直接推導(dǎo)出速度與位移的關(guān)系式．

師:好,我們就按照B同學(xué)的方法,請(qǐng)同學(xué)自行推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式,并于同桌相互交流．(學(xué)生自行推導(dǎo),教師在教室里巡查,注意收集學(xué)生的典型錯(cuò)誤;待學(xué)生推導(dǎo)好后,投影學(xué)生的作答)

設(shè)計(jì)理由: ① 通過(guò)一道例題的設(shè)計(jì),教師通過(guò)恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),讓學(xué)生意思到用已有的知識(shí)求解時(shí)較為復(fù)雜,從引導(dǎo)學(xué)生思考“時(shí)間t的作用”和“有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的處理方法”,從而尋找到“消元”的方法,為得出定量關(guān)系式打下基礎(chǔ)．② 與人教版本節(jié)教材上例1的一個(gè)區(qū)別是,在設(shè)計(jì)本題時(shí)賦予其一個(gè)初速度．這是因?yàn)?基于以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),若設(shè)計(jì)一個(gè)初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng),部分學(xué)生在自行推導(dǎo)公式時(shí),往往就會(huì)直接推導(dǎo)初速度為0條件下的速度與位移的關(guān)系式．為了避免以上情況,同時(shí)使推導(dǎo)式更具有一般性,特作以上修改．③ 從一線教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn),學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力比較弱,本嘗試題的設(shè)計(jì)目的就在于給予學(xué)生思考、分析、運(yùn)算的時(shí)間,讓學(xué)生的思維在“慢教學(xué)”的過(guò)程中逐漸向深處延伸．④ 在學(xué)生的求解中,還有少部分學(xué)生會(huì)先從位移公式入手,利用求根公式求出時(shí)間的表達(dá)式再代入速度公式,這個(gè)求解方式既復(fù)雜又難以得到最終需要的表達(dá)式,教學(xué)中建議要適當(dāng)引導(dǎo)．

2.3 嘗試應(yīng)用,加深理解

師:同學(xué)們通過(guò)消元法推導(dǎo)出了勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系式:2ax=vt2-v02．結(jié)合上節(jié)課所學(xué)的位移與時(shí)間的關(guān)系式以及做過(guò)的習(xí)題,請(qǐng)你思考一下,在哪些情景中,利用速度與位移的關(guān)系式求解更簡(jiǎn)潔?

生:這個(gè)表達(dá)式涉及的物理量有加速度、位移、初末速度,不涉及時(shí)間,因此,該表達(dá)式主要用于題目中不涉及時(shí)間的問(wèn)題．

師:是的,這個(gè)表達(dá)式提出的目的就是在于解決不涉及時(shí)間或者是時(shí)間難以測(cè)量的問(wèn)題．例如,這節(jié)課開(kāi)頭所展示的“車禍現(xiàn)場(chǎng)”的圖片,車禍發(fā)生于“過(guò)去時(shí)空”且時(shí)間短,交警在處理時(shí)無(wú)法測(cè)量時(shí)間,此時(shí)只能測(cè)量位移、估測(cè)剎車時(shí)的加速度,從而判斷剎車前的速度．這也就是該表達(dá)式的物理意義所在．

師:請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)前面的分析,選擇合適的公式,解決下面這個(gè)問(wèn)題“某汽車在做直線運(yùn)動(dòng),初速度為108 km/h,剎車時(shí)的加速度大小為5 m/s2,一段時(shí)間后速度減為36 km/h,求汽車在該過(guò)程中的位移”．(學(xué)生獨(dú)立作答)

師:(出示教師事先準(zhǔn)備好的一份典型的錯(cuò)誤解答,如沒(méi)有統(tǒng)一單位的、沒(méi)有規(guī)定正方向的、加速度沒(méi)有代入負(fù)值的等,進(jìn)行投影展示)屏幕上展示的是一位同學(xué)的解答過(guò)程,對(duì)比一下你的解答,請(qǐng)同學(xué)們來(lái)“找茬”?

生C: 我發(fā)現(xiàn)它有兩個(gè)錯(cuò)誤: ① 它在進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算時(shí)需要統(tǒng)一單位; ② 剎車過(guò)程中,汽車在做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度應(yīng)代入負(fù)值．

生D:還有一個(gè)錯(cuò)誤,沒(méi)有規(guī)定正方向．只有規(guī)定了正方向,用正負(fù)表示矢量的方向才有意義．

師:兩位同學(xué)思考得很深入．結(jié)合兩位同學(xué)的分析,再看這個(gè)表達(dá)式2ax=vt2-v02,式中4個(gè)量均是矢量,在直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中,可規(guī)定正方向,利用正負(fù)表示各個(gè)矢量的方向,如以初速度方向?yàn)檎?加速和減速時(shí),a分別應(yīng)代入什么值?末速度為正值或負(fù)值時(shí),有何意義?位移為正值或負(fù)值時(shí),有何意義?

學(xué)生齊聲回答:加速時(shí)a與初速度方向相同,代入正值,減速時(shí)a與初速度方向相反,應(yīng)代入負(fù)值;末速度為正值,表示與規(guī)定正方向同向,末速度為負(fù)值時(shí),表示與規(guī)定正方向反向;位移為正值,表示末位置在初位置的正方向前,位移為負(fù)值時(shí),末位置在初位置的負(fù)方向上．

設(shè)計(jì)理由: ① 本章教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)就是公式較多,學(xué)生難以快速、正確的選擇,通過(guò)對(duì)兩個(gè)位移公式的比較,讓學(xué)生感知“速度與位移關(guān)系式”適用的情景,幫助學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)選擇的依據(jù); ② 運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題處理的一個(gè)重點(diǎn)就是矢量的處理,在上述設(shè)計(jì)中,沒(méi)有直接討論矢量符號(hào)的問(wèn)題,而是通過(guò)一個(gè)“減速問(wèn)題”,讓學(xué)生“試錯(cuò)”,在嘗試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,在嘗試中掌握處理的方法; ③ 此處以預(yù)測(cè)的典型錯(cuò)誤解法讓學(xué)生“找茬”而不投影學(xué)生的錯(cuò)誤解答,其目的在于保護(hù)學(xué)生的積極性,防止出現(xiàn)被投影作業(yè)的學(xué)生出現(xiàn)難堪等不良情緒．

圖1 v-t圖

2.4 嘗試尋找勻變速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)空特征

師:物理量間的關(guān)系可以通過(guò)公式來(lái)表達(dá),也可以通過(guò)圖像來(lái)描述,且圖像更具有直觀性．例如,圖1描述的是某一物體在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的v-t圖,請(qǐng)你利用圖上相關(guān)數(shù)據(jù)求出t時(shí)間內(nèi)的位移和加速度?

師:利用這兩個(gè)關(guān)系式,能不能推導(dǎo)出速度與位移的關(guān)系式?

生:利用消元法,消去t即可,如

師:對(duì)比兩種推導(dǎo)方法,顯然第二種方法更簡(jiǎn)潔．以勻加速直線運(yùn)動(dòng)為例,從v-t圖可知,速度隨時(shí)間的變化關(guān)系是什么?

生:速度隨時(shí)間均勻增加．

師:如果以縱軸表示速度,橫軸表示位移,v-x圖線還是一條直線,即還符合y=kx+b的形式嗎?如果不是,如何修改坐標(biāo),才能得到直線?

生:不是直線圖像了,只有把縱軸修改為v2才會(huì)是直線關(guān)系．

圖2 v2-x圖

師:從圖1和圖2可知:從時(shí)間角度而言,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化,即等時(shí)間有相等的速度改變量;從空間角度而言,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度的平方隨位移均勻變化,即等位移有相等的v2改變量．[4]這就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)空特征．當(dāng)然后者相比前者,在描述上略顯復(fù)雜．通常情況下,我們一般研究的是速度與時(shí)間的關(guān)系．

設(shè)計(jì)理由: ① 在上述設(shè)計(jì)中,速度時(shí)間圖有兩重作用,一是利用速度時(shí)間圖推導(dǎo)位移公式,讓學(xué)生感知這一最簡(jiǎn)潔的推導(dǎo)方法,開(kāi)拓學(xué)生的思維;二是從時(shí)間維度分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特征．② 速度位移圖的提出,既是與教材中第6節(jié)“伽利略對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的研究”相呼應(yīng),也是從空間維度分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特征．③ 兩張圖像相互結(jié)合,強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)該類運(yùn)動(dòng)特征的認(rèn)識(shí)．④ 通過(guò)速度位移圖的分析,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)“化曲為直”的數(shù)據(jù)處理方法．

3 教學(xué)反思

以上,是在高一新授課中采用的問(wèn)題引導(dǎo)下的嘗試教學(xué)．從內(nèi)容看,通過(guò)多個(gè)嘗試問(wèn)題的設(shè)置,既凸顯了本章教材的兩個(gè)重要的思想方法,即矢量處理方法和圖像方法,突出了教學(xué)的重點(diǎn),也滲透了安全教育,將教學(xué)升格為教育;從操作方式看,它以問(wèn)題為中心,由預(yù)設(shè)問(wèn)題到生成問(wèn)題,問(wèn)問(wèn)相連,步步深入,每一個(gè)問(wèn)題都使學(xué)生的思維產(chǎn)生一次飛躍;從教學(xué)的實(shí)踐看,學(xué)生課堂的真實(shí)參與度高,思維容量較大,有效地提升了學(xué)生的分析問(wèn)題能力和培養(yǎng)了他們敢于實(shí)踐的科學(xué)精神;從課后的檢測(cè)反饋情況看,學(xué)生習(xí)得情況良好,有較好的獲得感．基于此,這是一次有效的教學(xué)嘗試．